William Thomson, 1o Baron Kelvin

O honorável direito O Lord Kelvin OM, GCVO, PC , PRS, PRSE
Nascido	(1824/06/26) 26 de junho de 1824 Belfast , Irlanda
Morreu	17 de dezembro de 1907 (1907/12/17) (83 anos) Largs, Escócia
Residência	Belfast , Glasgow, Cambridge , UK
Nacionalidade	Britânico
Instituições	University of Glasgow
Alma mater	Royal Belfast Academical Institution Universidade de Glasgow Peterhouse, Cambridge
Orientadores acadêmicos	William Hopkins
Alunos Notáveis	William Edward Ayrton William Murray Morrison
Conhecido por	Efeito Joule-Thomson Efeito Thomson (termelétrica) Espelho galvanometer Sifão gravador Material de Kelvin Kelvin conta-gotas de água Onda Kelvin Kelvin-Helmholtz instabilidade Mecanismo de Kelvin-Helmholtz Kelvin-Helmholtz luminosidade Kelvin transformar Absolute Zero Circulação teorema de Kelvin Teorema de Stokes Ponte Kelvin Kelvin sensoriamento Equação Kelvin Kelvin-Varley divider Magnetorresistência Cunhar o termo "energia cinética"
Influências	John Pringle Nichol Humphry Davy Julius Robert von Mayer Henri Victor Regnault
Influenciado	Andrew Gray
Prêmios Notáveis	Prêmio de Smith Medalha Real Medalha Copley
Assinatura
Notas Acredita-se a "PNP" em sua assinatura significa "Professor de Filosofia Natural". Note que Kelvin também escreveu sob o pseudônimo de "PQR"

William Thomson, 1o Baron Kelvin OM, GCVO, PC , PRS, PRSE, (26 de junho 1824-1817 December 1907) era um britânico Belfast-nascido físico matemático e engenheiro. No Universidade de Glasgow fez trabalho importante na análise matemática de electricidade e formulação da primeira e segunda leis da termodinâmica, e fez muito para unificar a disciplina emergente da física em sua forma moderna. Ele trabalhou em estreita colaboração com o professor de matemática Hugh Blackburn em seu trabalho. Ele também teve uma carreira como um engenheiro elétrico e inventor do telégrafo, que o levou aos olhos do público e garantir a sua riqueza, fama e honra. Por seu trabalho no projeto telegráfico transatlântico ele era cavaleiro pela rainha Victoria , tornando-se Sir William Thomson. Ele tinha interesses ampla marítimas e foi mais conhecido por seu trabalho sobre a bússola do marinheiro, que tinha sido previamente limitado em termos de confiabilidade.

Lord Kelvin é amplamente conhecido para determinar o valor correto do zero absoluto como aproximadamente -273,15 Celsius. Um limite inferior para a temperatura era conhecido antes de Lord Kelvin, conforme mostrado em "Reflexões sobre o Motive Power of Heat", Sadi Carnot, aproximadamente 1820 em francês, antes do nascimento de Lord Kelvin em 1824. "Reflexões" usado -267 como o zero absoluto temperatura. Temperaturas absolutas são indicados em unidades de kelvin em sua honra.

Em seu enobrecimento, em 1892 em honra de suas realizações na termodinâmica, e de sua oposição ao irlandês Home Rule, ele adotou o título Barão Kelvin de Largs e é, portanto, muitas vezes descrito como Lord Kelvin. Ele foi o primeiro cientista Reino Unido a ser elevado à Câmara dos Lordes . O título refere-se ao Rio Kelvin, que corre por perto seu laboratório na Universidade de Glasgow. Sua casa era o imponente mansão de arenito vermelho Netherhall, em Largs na Firth of Clyde. Apesar de ofertas de postos elevados de diversas universidades de renome mundial Lord Kelvin se recusou a deixar Glasgow, Professor de Filosofia Natural permanecendo por mais de 50 anos, até sua eventual aposentadoria do cargo. O Museu Hunterian no Universidade de Glasgow tem uma exposição permanente sobre a obra de Lord Kelvin, incluindo muitos de seus trabalhos originais, instrumentos e outros artefatos, como o cachimbo de fumar.

Sempre ativa em pesquisa e desenvolvimento industrial, ele foi recrutado por volta de 1899 George Eastman para servir como vice-presidente do conselho da empresa britânica Kodak Limited, afiliada à Eastman Kodak.

Início da vida e de trabalho

Família

Thomson árvore genealógica: James Thomson (matemático), James Thomson (engenheiro), e William Thomson, foram todos os professores Universidade de Glasgow; os dois mais tarde, através de sua associação com William Rankine, outro professor de Glasgow, trabalhou para formar um dos fundadores escolas termodinâmica .

O pai de William Thomson, James Thomson, foi professor de matemática e engenharia em Royal Belfast Academical Institution e do filho de um fazendeiro. James Thomson casou com Margaret Gardner em 1817 e, de seus filhos, quatro meninos e duas meninas sobreviveram à infância. Margaret Thomson morreu em 1830, quando William tinha seis anos de idade.

William e seu irmão mais velho James foram tutelados em casa por seu pai enquanto os meninos mais jovens foram tutelado por suas irmãs mais velhas. James tinha a intenção de beneficiar a maior parte do incentivo, carinho de seu pai e de apoio financeiro e estava preparado para uma carreira em engenharia.

Em 1832, seu pai foi nomeado professor de matemática em Glasgow ea família se mudou para lá em outubro de 1833. As crianças Thomson foram introduzidas para uma experiência mais ampla cosmopolita do que educação rural de seu pai, gastando meados de 1839 em Londres e, os meninos, sendo tutelados em francês, em Paris. Mid-1840 foi gasto na Alemanha e nos Países Baixos. Foi dado o estudo da língua uma alta prioridade.

Juventude

Thomson tinha problemas de coração e quase morreu quando ele tinha 9 anos de idade. Ele participou do Royal Belfast Academical Institution, onde seu pai era um professor no departamento de universidade, antes de começar a estudar na Universidade de Glasgow em 1834 com a idade de 10, e não por qualquer precocidade; a Universidade forneceu muitas das instalações de uma escola primária para alunos com altas habilidades, e esta foi uma idade de partida típico.

Na escola, Thomson mostrou um grande interesse nos clássicos, juntamente com seu interesse natural nas ciências. Na idade de 12 ele ganhou um prêmio pela tradução Luciano de Diálogos de Samósata dos Deuses do latim para Inglês.

No ano lectivo de 1839/1840, a Thomson ganhou o prêmio de classe em astronomia para seu Ensaio sobre a figura da Terra, que mostrou uma facilidade cedo para análise matemática e criatividade. Ao longo de sua vida, ele iria trabalhar sobre os problemas levantados no ensaio como um estratégia de enfrentamento durante os tempos de pessoal stress. Na página título deste ensaio Thomson escreveu as seguintes linhas de Alexander Pope de Ensaio sobre o Homem. Estas linhas inspiradas Thomson para entender o mundo natural usando o poder e método da ciência:

Vá, criatura maravilhosa! montar onde orienta Ciência;
Vá medida terra, ar pesar, e indicar as marés;
Instrua os planetas em órbitas que correr,
Corrigir Tempo de idade, e regular o sol;

Thomson ficou intrigado com Teoria de Fourier analytique de la chaleur e comprometeu-se a estudar a matemática "continental" resistiram a um estabelecimento britânico ainda está trabalhando na sombra de Sir Isaac Newton . Sem surpresa, o trabalho de Fourier tinha sido atacada por matemáticos domésticos, Philip Kelland autor de um livro crítico. O livro motivou Thomson para escrever seu primeiro publicado artigo científico sob o pseudônimo PQR, defendendo Fourier, e submetidos ao Cambridge Mathematical Journal por seu pai. Um segundo papel PQR seguido quase imediatamente.

Enquanto as férias com sua família em Lamlash em 1841, ele escreveu uma terceira, mais substancial, papel PQR No movimento uniforme de calor em corpos sólidos homogêneos, e sua conexão com a teoria matemática da eletricidade. No papel, ele fez as ligações notáveis entre as teorias matemáticas de condução de calor e eletrostática, uma analogia que James Clerk Maxwell acabou de descrever como uma das mais valiosas ideias de formação de ciência.

Cambridge

O pai de William foi capaz de fazer uma generosa oferta para a educação do seu filho favorito e, em 1841, instalou-o, com extensas cartas de apresentação e acomodações amplas, em Peterhouse, Cambridge. Em 1845 graduou-se como Thomson Segunda Wrangler. Ele também ganhou um Prêmio de Smith, que, ao contrário do tripos, é um teste de pesquisa original. Robert Leslie Ellis, um dos examinadores, é dito ter declarado a outro examinador Você e eu somos praticamente apto para consertar suas canetas.

Enquanto em Cambridge, Thomson era ativo em esportes, atletismo e sculling, vencendo o Colquhoun Sculls em 1843. Ele também teve um vivo interesse nos clássicos, música e literatura; mas o verdadeiro amor de sua vida intelectual era a busca da ciência. O estudo da matemática , física e, em particular, da eletricidade, cativou sua imaginação.

Lord Kelvin por Hubert von Herkomer

Em 1845 ele deu o primeiro desenvolvimento matemático de Faraday idéia é que a indução elétrica ocorre através de um meio interveniente, ou "dielétrica", e não por alguns de "ação à distância" incompreensível. Ele também desenvolveu uma hipótese de imagens elétricas, que se tornou um poderoso agente na solução de problemas de eletrostática, ou a ciência que lida com as forças da eletricidade em repouso. Foi em parte em resposta ao seu encorajamento que Faraday realizou a pesquisa em setembro 1845 que levou à descoberta do Efeito Faraday, que estabeleceu que os fenômenos de luz e magnéticos (e, portanto elétricos) foram relacionados.

Ele foi eleito membro da São Pedro (como Peterhouse foi muitas vezes chamado na época) em junho de 1845. Ao conquistar a comunhão, ele passou algum tempo no laboratório do célebre Henri Victor Regnault, em Paris; mas em 1846 ele foi nomeado para o cadeira de filosofia natural no Universidade de Glasgow. Aos vinte e dois viu-se vestindo o vestido de um professor aprendeu em uma das universidades mais antigas do país, e palestras para a classe da qual ele era um calouro, mas alguns anos antes.

Termodinâmica

Em 1847, Thomson já ganhou uma reputação como um cientista precoce e maverick, quando ele participou da Associação Britânica para o Avanço da Ciência reunião anual em Oxford . Nessa reunião, ele ouviu James Prescott Joule fazendo ainda uma outra de sua, até agora, as tentativas ineficazes para desacreditar o teoria calórica do calor e da teoria da motor de calor construído em cima dele por Sadi Carnot e Émile Clapeyron. Joule defendeu a convertibilidade mútuo de calor e trabalho mecânico e para a sua equivalência mecânica.

Thomson foi curiosos mas cépticos. Embora ele sentiu que os resultados de Joule exigiu explicação teórica, ele retirou-se para um compromisso ainda mais profundo para a escola Carnot-Clapeyron. Ele previu que o ponto de fusão do gelo deve cair com pressão, caso contrário, sua expansão no congelamento poderia ser explorada em um Perpetuum mobile. A confirmação experimental em seu laboratório muito fez para sustentar suas crenças.

Em 1848, ele estendeu a teoria de Carnot-Clapeyron ainda mais através de seu descontentamento pelo facto de o termómetro de gás só um fornecida definição operacional de temperatura. Ele propôs uma temperatura absoluta escala em que uma unidade de calor que desce de um corpo A na temperatura T ° desta escala, para um corpo B na temperatura (T-1) °, daria o mesmo efeito mecânico [trabalho] , qualquer que seja o número T. Tal escala seria bastante independente das propriedades físicas de qualquer substância específica. Ao empregar um tal "cascata", Thomson postulado que um ponto seria atingido no qual não mais de calor (calórico) podia ser transferida , o ponto de zero absoluto sobre quais Guillaume Amontons haviam especulado em 1702. Thomson usou dados publicados pela Regnault para calibrar sua escala contra as medições estabelecidas.

Em sua publicação, Thomson escreveu:

... A conversão de calor (ou calórico) em efeito mecânico é provavelmente impossível, certamente não descoberto

- Mas uma nota de rodapé sinalizou suas primeiras dúvidas sobre a teoria calórica, referindo-se a descobertas muito notáveis de Joule. Surpreendentemente, Thomson não enviou Joule uma cópia do seu papel, mas quando Joule, eventualmente, lê-lo, ele escreveu a Thomson em 6 de Outubro, alegando que os estudos demonstraram conversão de calor em trabalho, mas que ele estava planejando novos experimentos. Thomson respondeu em 27 de outubro, revelando que ele estava planejando suas próprias experiências e na esperança de uma reconciliação de seus dois pontos de vista.

Thomson voltou a criticar a publicação original de Carnot e ler sua análise à Royal Society of Edinburgh em janeiro de 1849, ainda convencido de que a teoria era fundamentalmente sólida. No entanto, embora Thomson realizado há novos experimentos, durante os próximos dois anos, ele tornou-se cada vez mais insatisfeitos com a teoria de Carnot e convencido de Joule do. Em fevereiro de 1851, sentou-se para articular sua nova forma de pensar. No entanto, ele não tinha certeza de como enquadrar sua teoria eo papel passou por vários rascunhos antes de ele se estabeleceu em uma tentativa de conciliar Carnot e Joule. Durante a sua reescrita, ele parece ter idéias consideraram que seria posteriormente dão origem à segunda lei da termodinâmica . Na teoria de Carnot, perdeu calor foi absolutamente perdido, mas Thomson sustentou que era "perdido ao homem irremediavelmente, mas não perdida no mundo material". Além disso, a sua crenças teológicas levou à especulação sobre a morte térmica do universo.

Eu acredito que a tendência no mundo material é para o movimento para tornar-se difusa, e que, como um todo, o inverso da concentração vai gradualmente - Eu acredito que nenhuma ação física pode sempre restaurar o calor emitido pelo Sol, e que esta fonte é não inesgotável; também que os movimentos da Terra e os outros planetas estão a perder força viva a qual é convertida em calor; e que, embora alguns vis viva pode ser restaurada por exemplo, para a terra com o calor recebido do sol, ou por outros meios, que a perda não pode ser justamente compensados e eu acho que é provável que ele está sob compensados.

Compensação exigiria um ato criativo ou um ato possuindo poder semelhante.

Na publicação final, Thomson recuou de uma mudança radical e declarou "Toda a teoria da força motriz de calor é fundada em ... dois ... proposições, devido, respectivamente, ao Joule, e para Carnot e Clausius." Thomson passou a afirmar uma forma de a segunda lei:

É impossível, por meio de agente material inanimado, para derivar efeito mecânico de qualquer porção da matéria por arrefecimento abaixo da temperatura do mais frio dos objectos circundantes.

No papel, a Thomson apoiou a teoria de que o calor era uma forma de movimento, mas admitiu que ele só tinha sido influenciado pelo pensamento de Sir Humphry Davy e os experimentos de Joule e Julius Robert von Mayer, sustentando que a demonstração experimental da conversão de calor em trabalho ainda era excelente.

Assim que Joule ler o jornal, ele escreveu a Thomson com seus comentários e perguntas. Assim começou uma frutífera colaboração, embora em grande parte epistolar, entre os dois homens, Joule conduzindo experimentos, Thomson analisar os resultados e sugerindo novas experiências. A colaboração durou 1852-1856, suas descobertas incluindo o Efeito Joule-Thomson, às vezes chamado de efeito Joule-Kelvin, e os resultados publicados fez muito para trazer aceitação geral do trabalho e do Joule teoria cinética.

Thomson publicou mais de 650 artigos científicos e aplicados por 70 patentes (não todos foram emitidas). Em matéria de ciência, Thomson escreveu o seguinte.

Na ciência física um primeiro passo essencial na direção do aprendizado de qualquer assunto é encontrar princípios de contagem numérica e métodos viáveis para medir alguma qualidade relacionados com ele. Costumo dizer que quando você pode medir o que você está falando sobre e expressá-lo em números que você sabe algo sobre isso; mas quando você não consegue medir, quando você não pode expressá-lo em números, o seu conhecimento é de um tipo frágil e insatisfatório: pode ser o princípio do conhecimento, mas você tem pouco, em seus pensamentos, avançou para a fase da ciência, o que quer o assunto pode ser.

Cabo transatlântico

Os cálculos sobre a taxa de dados

Embora agora eminente no campo acadêmico, Thomson era obscura para o público em geral. Em setembro de 1852, ele se casou com namorada de infância Margaret Crum, filha de Walter Crum; mas sua saúde quebrou na sua lua de mel e, ao longo dos próximos 17 anos, a Thomson foi distraído por seu sofrimento. Em 16 de Outubro de 1854, George Gabriel Stokes escreveu a Thomson para tentar re-interesse-lo no trabalho, pedindo a sua opinião sobre algumas experiências de Michael Faraday sobre a proposta de cabo telegráfico transatlântico.

Faraday demonstrou como a construção de um cabo iria limitar a taxa à qual as mensagens podem ser enviadas - em termos modernos, o largura de banda. Thomson saltou para o problema e publicou sua resposta desse mês. Ele expressou seus resultados em termos de taxa de dados que poderiam ser alcançados e as consequências económicas em termos de potencial A receita da empresa transatlântica. Numa outra análise 1855, Thomson sublinharam o impacto que a concepção do cabo teria na sua rentabilidade.

Thomson afirmaram que a velocidade de um sinal através de um determinado núcleo era inversamente proporcional à quadrado do comprimento do núcleo. Os resultados da Thomson foram disputados em uma reunião da Associação Britânica em 1856 por Wildman Whitehouse, o eletricista do Atlantic Telegraph Company. Whitehouse tinha possivelmente mal interpretado os resultados de suas próprias experiências, mas foi sem dúvida sentindo a pressão financeira como planos para o cabo já estavam em andamento. Ele acreditava que os cálculos de Thomson implícita de que o cabo deve ser "abandonado como sendo praticamente impossível e comercialmente."

Thomson atacou a afirmação de Whitehouse em uma carta ao popular Revista Athenaeum, lançando-se aos olhos do público. Thomson recomendado um maior condutoras com uma maior secção transversal de isolamento. No entanto, ele pensou Whitehouse nenhum tolo e suspeita que ele pode ter a habilidade prática para fazer o trabalho de design existente. O trabalho de Thomson tinha, no entanto, chamou a atenção de empreendedores do projeto e em dezembro de 1856, ele foi eleito para o conselho de administração da Atlantic Telegraph Company.

Cientista de engenheiro

Thomson tornou-se conselheiro científico para uma equipe com Whitehouse como chefe eletricista e Sir Charles Tilston brilhante como engenheiro-chefe, mas Whitehouse tinha o seu caminho com o especificação, suportado por Faraday e Samuel FB Morse.

Thomson navegou a bordo do navio lança-cabos HMS Agamemnon em agosto de 1857, com Whitehouse confinado à terra devido a doença, mas a viagem terminou depois de 380 milhas (610 quilômetros) quando o cabo se separaram. Thomson contribuiu para o esforço através da publicação no Engenheiro toda a teoria da tensões envolvidas na colocação de um submarino cabo, e mostrou que quando a linha está funcionando para fora do navio, a uma velocidade constante, a uma profundidade uniforme de água, ele afunda em uma inclinação ou inclinação em linha reta a partir do ponto onde entra a água para que, quando ele tocar no fundo .

Thomson desenvolveu um sistema completo para operar um telégrafo submarino que era capaz de enviar um caracteres cada 3,5 segundos. Ele patenteou os elementos-chave de seu sistema, a espelho galvanômetro eo sifão gravador, em 1858.

Whitehouse ainda se sentia capaz de ignorar muitas sugestões e propostas de Thomson. Não foi até Thomson convenceu o conselho que o uso de cobre puro para substituir a seção perdida de cabo iria melhorar a capacidade de dados, que primeiro fez a diferença para a execução do projeto.

O conselho insistiu que se juntar à Thomson 1858 lança-cabos expedição, sem qualquer compensação financeira, e ter um papel activo no projecto. Em troca, a Thomson garantiu um julgamento por sua galvanometer espelho, sobre as quais o conselho tinha sido entusiasmado, ao lado de equipamentos de Whitehouse. No entanto, Thomson encontrou o acesso foi-lhe dada insatisfatório eo Agamenon tinha que voltar para casa após a tempestade desastrosa de junho de 1858. De volta a Londres, o conselho estava a ponto de abandonar o projeto e mitigar as suas perdas com a venda do cabo. Thomson, Cyrus West Field e Curtis M. Lampson argumentou para outra tentativa e prevaleceu, Thomson insistindo que os problemas técnicos foram tratável. Embora empregue, a título consultivo, a Thomson teve, durante as viagens, desenvolvido instintos reais do engenheiro e habilidade em prática a resolução de problemas sob pressão, muitas vezes tomando a liderança em lidar com situações de emergência e não ter medo de dar uma mão no trabalho manual. Um cabo foi finalmente concluída em 5 de agosto.

Desastres e triunfo

Os temores de Thomson foram realizados quando o aparato de Whitehouse revelado insuficientemente sensível e teve de ser substituído por espelho galvanômetro da Thomson. Whitehouse continuou a manter que era seu equipamento que estava fornecendo o serviço e começou a envolver-se em medidas desesperadas para solucionar alguns dos problemas. Ele só conseguiu fatalmente danificar o cabo através da aplicação de 2.000 V . Quando o cabo falhou completamente Whitehouse foi demitido, embora Thomson opôs e foi repreendido pelo conselho por sua interferência. Thomson posteriormente lamentou que ele havia concordado com demasiada facilidade para muitas das propostas do Whitehouse e não tinha desafiou-o com energia suficiente.

Uma comissão de inquérito conjunta foi estabelecida pela Câmara de Comércio e da Atlantic Telegraph Company. A maior parte da culpa pela falha do cabo foi encontrado para descansar com Whitehouse. A comissão constatou que, embora cabos submarinos eram notórios na sua falta de fiabilidade, a maior parte dos problemas surgiram devido a causas conhecidas e evitáveis. Thomson foi nomeado um de um comitê de cinco membros para recomendar uma especificação para um novo cabo. A comissão relatou em outubro 1863.

Em julho 1865 Thomson navegou na expedição de assentamento de cabos do SS Great Eastern, mas a viagem foi novamente perseguido com problemas técnicos. O cabo foi perdido após 1200 milhas (1900 km) haviam sido estabelecidas ea expedição teve de ser abandonado. Uma outra expedição em 1866, conseguiu estabelecer um novo cabo em duas semanas e, em seguida, ir para recuperar e completar o cabo 1865. A empresa foi agora festejado como um triunfo pelo público e Thomson desfrutado de uma grande parte da adulação. Thomson, juntamente com os demais diretores do projeto, foi condecorado em 10 de novembro de 1866.

Para explorar suas invenções para a sinalização em cabos submarinos longos, a Thomson entrou agora em uma parceria com CF e Varley Fleeming Jenkin. Em conjunto com este último, ele também desenvolveu um remetente freio automático, uma espécie de chave de telégrafo para enviar mensagens em um cabo.

Expedições posteriores

Thomson participou na colocação do Atlântico francês cabos de comunicações submarinos de 1869, e com Jenkin era engenheiro dos cabos ocidentais e brasileiros e Platino-brasileiras, assistido por estudante férias James Alfred Ewing. Ele esteve presente no lançamento da Pará para Pernambuco seção dos cabos costa brasileira em 1873.

A esposa de Thomson tinha morrido em 17 de junho 1870 e ele resolveu fazer mudanças em sua vida. Já viciado em viagens marítimas, em setembro, ele comprou uma tonelada 126 escuna, o Lalla Rookh e usou-o como uma base para receber amigos e colegas científicos. Seus interesses marítimos continuou em 1871, quando foi nomeado para o conselho de inquérito sobre o naufrágio do HMS Captain.

Em junho de 1873, Thomson e Jenkin estavam a bordo do Hooper, com destino a Lisboa com 2.500 milhas (4020 km) de cabo quando o cabo desenvolveu uma falha. Um de 16 dias marcação parada em Madeira seguido e Thomson se tornaram bons amigos com Charles R. Blandy e suas três filhas. Em 2 de maio de 1874 partiu para a Madeira no Lalla Rookh. Quando ele se aproximou do porto, ele sinalizou para a residência Blandy "Quer casar comigo?" e Fanny sinalizou de volta "Sim". Thomson casou Fanny, 13 anos mais jovem, em 24 de junho de 1874.

Thomson e Tait: Tratado sobre a Filosofia Natural

Ao longo do período 1855-1867, a Thomson colaborou com Peter Guthrie Tait numa livro de texto que unificou os vários ramos da ciência física sob o princípio comum de energia. Publicado em 1867, o Tratado sobre a Filosofia Natural fez muito para definir a moderna disciplina de física .

A Teoria de Tudo Victorian

Entre 1870 e 1890 uma teoria supostamente que um átomo era um vórtice no éter foi imensamente popular entre os físicos e matemáticos britânicos. Cerca de 60 trabalhos científicos foram escritos por cerca de 25 cientistas. Seguindo o exemplo de Thomson e Tait, eles desenvolveram um teoria matemática de nós que vive até hoje. O " Teoria Vortex "foi morto pelo Experiência de Michelson-Morley e é de interesse hoje principalmente para os historiadores da ciência.

Marinho

Thomson de máquina de maré-predizer

Thomson foi um velejador entusiasta, o seu interesse em todas as coisas relacionadas com o mar, talvez decorrente de, ou pelo menos promovida por, suas experiências na Agamenon ea Great Eastern.

Thomson introduziu um método de alto-mar soar, no qual um aço cordas de piano substitui a linha de terra comum. O fio desliza tão facilmente para o fundo que "sondagens voadores" podem ser tomadas enquanto o navio está indo a toda velocidade. Uma medida de pressão para registrar a profundidade do lastro foi adicionado pela Thomson.

Sobre o mesmo tempo, ele reviveu a Sumner método de encontrar um lugar de um navio no mar, e calculou um conjunto de tabelas para a sua aplicação pronta. Ele também desenvolveu uma maré máquina de prever.

Durante a década de 1880, Thomson trabalhou para aperfeiçoar o ajustável bússola, a fim de corrigir os erros decorrentes de desvio magnético devido ao aumento do uso de ferro em arquitetura naval. O projeto de Thomson foi um grande avanço em relação aos instrumentos mais velhos, sendo mais estável e menos prejudicado por atrito, o desvio devido ao próprio magnetismo do navio que está sendo corrigido por massas móveis de ferro no binnacle. As inovações da Thomson envolveu muito trabalho detalhado para desenvolver princípios já identificados pela George Airy Biddell e outros, mas contribuiu pouco em termos de pensamento físico romance. Lobbying e networking energético da Thomson mostrou-se eficaz na conquista da aceitação de seu instrumento por O Admiralty.

Biógrafos científicas da Thomson, se tiverem prestado atenção em tudo para suas inovações compasso, têm geralmente levado o assunto a ser uma saga pena de administradores navais estúpido resistindo inovações maravilhosas de uma mente científica superlativo. Escritores simpáticas para a Marinha, por outro lado, retratar Thomson como um homem de inegável talento e entusiasmo, com algum conhecimento genuíno do mar, que conseguiu para transformar um punhado de ideias modestas no design do compasso em um monopólio comercial para sua própria fabricação preocupação, usando a sua reputação como um cacete nos tribunais para derrubar até mesmo pequenas reivindicações de originalidade de outros, e persuadir o Admiralty eo direito de ignorar tanto as deficiências de sua própria concepção e as virtudes de seu concorrentes ".
A verdade, inevitavelmente, parece estar em algum lugar entre os dois extremos.

Charles Babbage tinha sido um dos primeiros a sugerir que um farol pode ser feita para sinalizar um número distintivo por ocultações de sua luz, mas Thomson destacou os méritos do código Morse para o efeito, e pediu que os sinais deve ser composto de flashes curtos e longos da luz para representar os pontos e traços.

Padrões elétricos

Thomson fez mais do que qualquer outro eletricista até o seu tempo na introdução de métodos precisos e aparelhos para medição de eletricidade. Já em 1845 ele apontou que os resultados experimentais de William Harris neve estavam de acordo com as leis da Coulomb. Nas Memórias da Academia de Ciências romano para 1857 ele publicou uma descrição de seu novo anel dividido electrómetro, com base na idade de electroscópio Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenberger e ele introduziu uma cadeia ou série de instrumentos eficazes, incluindo a electrometer quadrante, que cobrem todo o campo de medição eletrostático. Ele inventou o saldo actual, também conhecida como o balanço de equilíbrio ou Kelvin Ampere (SiC), para o especificação exacta da ampere, o padrão unidade de corrente elétrica.

Em 1893, Thomson dirigiu uma comissão internacional para decidir sobre o projeto das Cataratas do Niágara estação de energia. Apesar de sua crença anterior na superioridade da corrente contínua transmissão de energia elétrica, ele foi convencido por Demonstração de Nikola Tesla de trifásico de corrente alternada de transmissão de energia no Feira Mundial de Chicago desse ano e concordou em usar o sistema de Tesla. Em 1896, Thomson disse: "Tesla contribuiu mais para a ciência elétrica do que qualquer homem até seu tempo."

Reconhecendo sua contribuição para a padronização elétrica, a Comissão Electrotécnica Internacional Thomson eleito como seu primeiro Presidente na sua reunião preliminar, realizada em Londres em 26-27 junho de 1906. "Sobre a proposta do presidente [Mr Alexander Siemens, Grã-Bretanha], secounded [sic] pelo Sr. Mailloux [Instituto Americano de Engenheiros Elétricos] o Direito Honorável Lorde Kelvin, GCVO, Primeiro presidente OM, foi eleito por unanimidade da Comissão, "ata da Reunião Prévia Relatório ler.

Idade da Terra: Geologia e teologia

Estátua do senhor Kelvin; Jardim Botânico Belfast.

Thomson permaneceu um crente devoto no cristianismo ao longo de sua vida; freqüência na capela fazia parte de sua rotina diária. Ele viu sua fé cristã como apoiar e informar seu trabalho científico, como é evidente, seu discurso à reunião anual da Evidência Christian Society, 23 de maio de 1889.

Um dos exemplos mais claros desta interação é em sua estimativa do idade da Terra. Dada a sua obra de juventude sobre a figura da Terra e seu interesse na condução de calor, não é nenhuma surpresa que ele escolheu para investigar o arrefecimento da Terra e fazer inferências históricas de idade da Terra a partir de seus cálculos. Thomson foi um criacionista em um sentido amplo, mas ele não era um " inundação geólogo '. Ele alegou que a leis da termodinâmica operado a partir do nascimento do universo e prevê um processo dinâmico que vi a organização e evolução do sistema solar e de outras estruturas, seguido por um gradual "morte do calor". Ele desenvolveu a visão de que a Terra tinha sido muito quente para suportar a vida e contrastou essa visão com a de uniformitarianism, que as condições haviam permanecido constante desde o passado indefinido. Ele sustentou que "Esta terra, certamente, um número moderado de milhões de anos atrás, era uma brasa globo ...".

Após a publicação de Charles Darwin 's Sobre a Origem das Espécies , em 1859, Thomson viu evidência da idade habitável relativamente curto da Terra como tendendo a contradizer explicação gradualista de Darwin da lenta seleção natural trazendo sobre a diversidade biológica . Próprios pontos de vista de Thomson favoreceram uma versão do evolução teísta acelerado por orientação divina. Seus cálculos mostraram que o sol não poderia ter existido tempo suficiente para permitir o desenvolvimento incremental lento por evolução - a menos que alguma fonte de energia além do que ele ou qualquer outro Victorian pessoa era conhecia foi encontrado. Ele logo foi arrastado para desacordo público com geólogos, e com os adeptos de Darwin John Tyndall e TH Huxley. Em sua resposta para o endereço de Huxley à Sociedade Geológica de Londres (1868) apresentou o seu endereço de "Of Geological Dynamics", (1869), que, entre seus outros escritos, desafiou aceitação dos geólogos que a terra deve ser maior de idade indefinida.

1864 estimativa inicial da idade da Terra da Thomson foi 20-400 milhões de anos. Estes limites largos eram devidos a incerteza sobre a sua temperatura de fusão de rocha, a qual equiparado temperatura interior da terra. Ao longo dos anos ele refinou seus argumentos e reduziu o limite superior por um fator de dez, e em 1897 Thomson, agora Lord Kelvin, finalmente se estabeleceu em uma estimativa de que a Terra era 20-40000000 anos de idade. Sua exploração dessa estimativa pode ser encontrado em seu discurso de 1897 ao Instituto Victoria, dada a pedido do presidente do Instituto George Stokes, como registrado no diário que do Instituto Transações . Apesar de sua ex-assistente John Perry publicou um artigo em 1895 desafiando assunção de baixo de Kelvin condutividade térmica no interior da Terra, e assim mostrando uma idade muito maior, isto teve pouco impacto imediato. A descoberta em 1903 que lançamentos de decaimento radioativo calor levou à estimativa de Kelvin sendo desafiado, e Ernest Rutherford famosa fez o argumento em uma palestra assistida por Kelvin que este desde que a fonte de energia desconhecida Kelvin tinha sugerido, mas a estimativa não foi anulada até que o desenvolvimento em 1907 de datação radiométrica de rochas.

Acreditava-se amplamente que a descoberta da radioatividade tinha invalidado estimativa da idade da Terra da Thomson. Se Thomson nunca reconheci publicamente isso porque ele tinha um argumento muito mais forte restringir a idade do Sol para não mais de 20 milhões de anos. Sem luz solar , poderia haver nenhuma explicação para o registro de sedimentos na superfície da Terra. Na época, a única fonte conhecida para a produção de energia solar colapso gravitacional. Foi só quando a fusão termonuclear foi reconhecido em 1930 que paradoxo idade de Thomson foi realmente resolvidos.

Mais tarde, a vida ea morte

No inverno de 1860-1861 Kelvin escorregou no gelo e fraturou a perna, causando-lhe a coxear depois. Ele permaneceu uma espécie de celebridade em ambos os lados do Atlântico até a sua morte.

Lord Kelvin era um Elder da Igreja Paroquial de São Columba ( Igreja da Escócia) em Largs por muitos anos. Foi a essa igreja que seus restos mortais foram levados depois de sua morte em 1907. Após o serviço fúnebre lá, o corpo foi levado para Bute Hall, em sua amada Universidade de Glasgow por um serviço de lembrança antes de o corpo foi levado para Londres para o enterro em Abadia de Westminster , bem perto do lugar de descanso final de Sir Isaac Newton .

Limites da física clássica

Em 1884, Thomson fez uma série de palestras na Johns Hopkins University, nos Estados Unidos, em que ele tentou formular um modelo físico para o éter , um meio que iria apoiar as ondas eletromagnéticas que estavam se tornando cada vez mais importante para a explicação da fenômenos radiativos. Imaginativo como eram, as palestras "Baltimore" teve pouco valor duradouro devido ao iminente desaparecimento da visão de mundo mecânica.

Em 1900, ele deu uma palestra intitulada Nuvens Nineteenth-Century através da teoria dinâmica do calor e da luz. As duas "nuvens escuras" ele estava se referindo eram insatisfatórias as explicações que a física do tempo poderiam dar para os dois fenômenos: Michelson-Morley e radiação de corpo negro. Duas principais teorias físicas foram desenvolvidas durante a partida do século XX a partir dessas questões: para o primeiro, a teoria da relatividade ; para o segundo, a mecânica quântica . Albert Einstein , em 1905, publicou o chamado " Annus Mirabilis Papers ", uma das quais explicou o efeito fotoelétrico e foi um papel fundamento da mecânica quântica, outro dos quais descritos relatividade especial .

Pronunciamentos mais tarde provou ser falsa

Como muitos cientistas, ele fez cometer alguns erros na previsão do futuro da tecnologia.

Por volta de 1896, Lord Kelvin era inicialmente cético de raios-X, e atentou para a sua anúncio como uma brincadeira. No entanto, isso foi antes de ele viu evidência de Röntgen, após o que ele aceitou a ideia, e ainda teve sua própria mão radiografado maio 1896.

Sua previsão para a aviação prático foi negativa. Em 1896 ele recusou um convite para participar da Sociedade de Aeronáutica, escrevendo que "eu não tenho a menor molécula de fé na navegação aérea que não seja balão ou de expectativa de bons resultados a partir de qualquer um dos ensaios que ouvimos de." E, em entrevista a um jornal 1902, ele previu que "Não balão e nenhum avião nunca vai ser praticamente bem sucedida."

A declaração "Não há nada novo a ser descoberto na física agora. Tudo o que resta é mais e mais preciso de medição" é dada em uma série de fontes, mas sem citação. Ele tem a fama de ser a observação de Kelvin feito em um discurso à Associação Britânica para o Avanço da Ciência (1900). Encontra-se frequentemente citado sem qualquer nota de rodapé dando a fonte. No entanto, outro autor relata em uma nota de rodapé que sua pesquisa para documentar a citação não conseguiu encontrar nenhuma evidência direta apoiá-lo. Declarações muito semelhantes têm sido atribuídos a outros físicos contemporâneos para Kelvin.

Em 1898, Kelvin previu que apenas 400 anos de fornecimento de oxigênio permaneceu no planeta, devido à taxa de combustíveis em chamas. Em seu cálculo, Kelvin assumido que a fotossíntese era a única fonte de oxigênio livre; ele não sabia todos os componentes do ciclo de oxigênio. Ele não poderia mesmo ter conhecido todas as fontes de fotossíntese: por exemplo, a cianobactéria Prochlorococcus -que responde por mais da metade da fotossíntese-marinho não foi descoberto até 1986.

Eponyms

Uma variedade de fenômenos físicos e conceitos com os quais Thomson é associado são nomeadosKelvin:

Honras

O memorial de William Thomson, 1o Baron Kelvin emKelvingrove Park ao lado da Universidade de Glasgow

• Fellow da Royal Society de Edimburgo de 1847.
• Membro estrangeiro daAcademia Real das Ciências da Suécia de 1851.
  • Medalha de Keith, 1864.
  • Prêmio Jubileu Victoria Gunning, 1887.
  • Presidente, 1873-1878, 1886-1890, 1895-1907.
• Fellow da Royal Society de 1851.
  • Medalha Real de 1856.
  • Medalha Copley de 1883.
  • Presidente, 1890-1895.
• Hon.Membro da Royal College of Preceptores (Colégio de Professores), 1858.
• Hon. Membro da Instituição de Engenheiros e construtores navais na Escócia de 1859.
• Condecorado 1866.
• Comandante da ImperialOrdem da Rosa (Brasil), 1873.
• Comandante da Legião de Honra (França) de 1881.
  • Grande Oficial da Legião de Honra de 1889.
• Cavaleiro da Ordem prussianoPour le Mérite de 1884.
• Comandante da Ordem de Leopoldo (Bélgica), 1890.
• Baron Kelvin, deLargs nocondado deAyr, 1892. O título deriva doRio Kelvin, que corre pelas terras do Universidade de Glasgow.Seu título morreu com ele, como ele foi socorrido por nem herdeiros nem relações estreitas.
• Cavaleiro da Grande Cruz da Ordem Vitoriana, 1896.
• Um dos primeiros membros daOrdem de Mérito de 1902.
• Conselheiro Privadode 1902.
• Primeiro destinatário internacional deJohn Fritz Medalha de 1905.
• Fim da Primeira Classe doTesouro Sagrado do Japão de 1901.
• Ele é enterrado emWestminster Abbey, em Londres ao lado deIsaac Newton.
• Lord Kelvin foi comemorado na nota de £ 20 emitido pelo Banco Clydesdale em 1971; na edição atual das notas, a sua imagem aparece em £ 100 nota do banco. Ele aparece segurando sua bússola ajustável e no fundo é um mapa do cabo transatlântico.
• A cidade de Kelvin,Arizona, é nomeado em sua honra, como ele era tida como um grande investidor nas operações de mineração lá.
• Em 2011 ele foi um dos sete homenageados inaugural daEngenharia Hall of Fame escocês.

Brasão

Braços de William Thomson, 1o Baron Kelvin Notas Os braços de William Thomson consistem em: Crista A ereto cúbito do braço, investido, az., Arg algemado., A mão segurando cinco espigas de centeio, ppr. Brasão Arg., Uma cabeça de veado caboshed, gules, em um chefe, azul, ppr um raio., Voado ou, entre dois festins impulso do primeiro. Supporters No lado dexter um estudante da Universidade de Glasgow, habitada, segurando em sua mão dexter um voltímetro marinho, tudo ppr. No lado sinistro um marinheiro, habitada, segurando na mão dexter uma bobina, a corda que passa através do sinistro, e suspendeu daí um lastro de uma máquina de som, também todos ppr. Lema Honestidade sem medo.